一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法技术

本发明专利技术涉及风电场切机技术领域，具体涉及一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法。本发明专利技术提供了一种在风电场诱发电网次同步振荡的场景下，基于简单有效的次同步振荡判别方法，用指数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定振荡的形式。若为发散或等幅模式则进一步确定发散速率，根据发散速率确定切机台数，进而提出了次同步振荡下风电场分步切机策略，保证了风电机组的适量切除，尽可能抑制次同步振荡。本发明专利技术能根据次同步振荡发散速率自动调整切机台数，不仅能快速可靠的消除次同步振荡，同时还最大程度保存了次同步振荡下风电机组数量，提高了风电场经济效益，保障了电网的安全稳定。

A new method of subsynchronous oscillation suppression for power grid with wind power

The invention relates to the technical field of wind farm cut-off, in particular to a new subsynchronous oscillation suppression method of power grid with wind power. The invention provides an index fitting method for the amplitude of Subsynchronous Oscillation Based on a simple and effective method for judging subsynchronous oscillation in a scenario where a wind farm induces the subsynchronous oscillation of a power grid, and a form of oscillation is determined according to the fitting parameters. If the mode is divergent or equal amplitude, the divergent rate is further determined, and the number of cut-off machines is determined according to the divergent rate. Then, the step-by-step cut-off strategy of the wind farm under the subsynchronous oscillation is proposed, which ensures the appropriate cut-off of the wind turbine and suppresses the subsynchronous oscillation as much as possible. The invention can automatically adjust the number of cutting machines according to the divergence rate of subsynchronous oscillation, not only can quickly and reliably eliminate subsynchronous oscillation, but also can save the number of wind turbines under subsynchronous oscillation to the greatest extent, improve the economic benefit of wind farm, and ensure the safety and stability of power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法
本专利技术涉及风电场次同步振荡抑制
，具体涉及一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法。
技术介绍
在中国，风力发电量逐年攀升，大规模风电场一般通过带串联补偿的交流传输或高压直流输电进行风电外送。已有研究指出，大规模的风电接入弱交流系统由高压直流输电线路或串联补偿后的交流输电线路外送时可能诱发电力系统的次同步振荡。当该电气振荡频率与振荡所在区域的同步发电机轴系某阶固有扭振频率形成拍频时，有可能造成损毁，并进而严重威胁电网的安全稳定。现阶段对于次同步振荡模态的辨识已较为成熟，在检测出发散或稳定的次同步振荡后一般采取主动切除整个风电场的方式，破坏振荡成立条件，从源头上根除振荡，但盲目切除过量机组不仅造成巨大的发电经济损失，且容易造成电网电压问题。因此，需要研究在出现次同步振荡的场景下，可保障电网安全的适量切机方法，最大程度地保存风电机组。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是针对因风电场接入导致次同步振荡的情况，根据振荡发散速率自动调整切机台数，快速抑制次同步振荡现象。具体技术方案如下：一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法，包括以下步骤：S1：用指数函数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定次同步振荡处于发散模式、等幅模式还是收敛模式；S2：若次同步振荡处于发散模式或等幅模式，则进一步确定发散速率，根据发散速率对相应数目的风机进行切机；S3：一段时间后，再次检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式则切除部分风电机组；S4：重复进行步骤S3，若次同步振荡处于收敛模式则终止切机操作。优选地，所述步骤S1包括以下步骤：S11：当发生次同步振荡时，可通过检测联络线上有功功率的变化情况来判断是否发生了次同步振荡，判据为：其中，P(t)为t时刻有功功率，Ps为启动门槛值；S12：在振荡检测启动判据成立后，首先记录下联络线有功功率相邻的极大值点极小值点然后求出不同时刻次同步振荡的振荡幅度Fk，计算得到次同步振荡发生后0.5s内的振幅数据Fk(k＝1,2,3…)：S13：利用下述指数函数对Fk进行拟合；F(t)＝a·e-bt+c；S14：对拟合后的振幅函数求导，得到F′(t)＝-ab·e-bt；其中，a、b、c为拟合所得指数函数的各参数；若系数ab＜0，则判定次同步振荡处于发散模式；若系数ab＞0，则判定次同步振荡处于收敛模式；若系数ab≈0，则判定次同步振荡处于等幅模式。优选地，引入参数ζ，若参数ab位于区间[-ζ,ζ]，则判定次同步振荡处于等幅模式；当参数ab位于[-∞,-ζ]区间时，则判定次同步振荡分别处于发散模式；当参数ab位于[ζ,+∞]区间时，则判定次同步振荡分别处于收敛模式。优选地，所述步骤S2中当次同步振荡分别处于发散或等幅模式时，设定风机的切机台数随发散速率增加而线性增长。优选地，所述步骤S4具体为：2个振荡周期后，再次检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式，便切除余下风机的一半；再经过2个振荡周期后检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式，便切除所有余下风机。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了一种在风电场诱发电网次同步振荡的场景下，基于简单有效的次同步振荡判别方法，用指数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定振荡的形式。若为发散或等幅模式则进一步确定发散速率，根据发散速率确定切机台数，进而提出了次同步振荡下风电场分步切机策略，保证了风电机组的适量切除，尽可能抑制次同步振荡。本专利技术能根据次同步振荡发散速率自动调整切机台数，不仅能快速可靠的消除次同步振荡，同时还最大程度保存了次同步振荡下风电机组数量，提高了风电场经济效益，保障了电网的安全稳定。附图说明图1振荡发散速度和切机比例关系曲线；图2双馈风电场并网等值模型；图3对比方案下风机切除对系统功率的影响曲线；图4本专利技术所提方案下风机切除对系统功率的影响曲线。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明：本专利技术通过监测联络线有功功率，确定次同步振荡的形式及发散速率，提出了考虑振荡发散速率与风电机组切除台数的对应关系的风电场分步切机策略。首先用指数衰减函数拟合次同步振荡功率振幅函数，然后设计了振荡发散速率与风电机组切除台数的对应关系，并基于此分步对风电场实施切机操作。一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法，包括以下步骤：S1：用指数函数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定次同步振荡处于发散模式、等幅模式还是收敛模式；具体步骤如下：S11：当发生次同步振荡时，可通过检测联络线上有功功率的变化情况来判断是否发生了次同步振荡，判据为：其中，P(t)为t时刻有功功率，Ps为启动门槛值；S12：在振荡检测启动判据成立后，首先记录下联络线有功功率相邻的极大值点极小值点然后求出不同时刻次同步振荡的振荡幅度Fk，计算得到次同步振荡发生后0.5s内的振幅数据Fk(k＝1,2,3…)：S13：利用下述指数函数对Fk进行拟合；F(t)＝a·e-bt+c；S14：对拟合后的振幅函数求导，得到F′(t)＝-ab·e-bt；其中，a、b、c为拟合所得指数函数的各参数；若系数ab＜0，则判定次同步振荡处于发散模式；若系数ab＞0，则判定次同步振荡处于收敛模式；若系数ab≈0，则判定次同步振荡处于等幅模式。考虑一定的测量和计算误差，引入参数ζ，若参数ab位于区间[-ζ,ζ]，则判定次同步振荡处于等幅模式；当参数ab位于[-∞,-ζ]区间时，则判定次同步振荡分别处于发散模式；当参数ab位于[ζ,+∞]区间时，则判定次同步振荡分别处于收敛模式。其中，ζ与风机型号和风电场规模有关，一般取1即可。S2：若次同步振荡处于发散模式或等幅模式，则进一步确定发散速率，根据发散速率对相应数目的风机进行切机。为保证尽量缩短次同步振荡抑制时间，第一轮切机数量的选取至关重要。当次同步振荡分别处于发散模式或等幅模式时，为兼顾次同步振荡抑制速度及风电场运行经济性，设定风机的切机台数随发散速率增加而线性增长，方程式为y＝dx+f，该直线经过点(ζ,0)和点(abmin,1)。S3：一段时间后，再次检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式则切除部分风电机组；S4：重复进行步骤S3，若次同步振荡处于收敛模式则终止切机操作。具体为：2个振荡周期后，再次检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式，便切除余下风机的一半；再经过2个振荡周期后检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式，便切除所有余下风机。abmin的取值如下所述：当振荡发散速度过大时，若次同步振荡在第一轮切机后无法收敛，则其在第二轮切机之前的短本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：用指数函数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定次同步振荡处于发散模式、等幅模式还是收敛模式；/nS2：若次同步振荡处于发散模式或等幅模式，则进一步确定发散速率，根据发散速率对相应数目的风机进行切机；/nS3：一段时间后，再次检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式则切除部分风电机组；/nS4：重复进行步骤S3，若次同步振荡处于收敛模式则终止切机操作。/n

【技术特征摘要】
1.一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：用指数函数拟合次同步振荡的振幅，根据拟合参数确定次同步振荡处于发散模式、等幅模式还是收敛模式；
S2：若次同步振荡处于发散模式或等幅模式，则进一步确定发散速率，根据发散速率对相应数目的风机进行切机；
S3：一段时间后，再次检测振荡频率和发散趋势及速率，若次同步振荡继续处于发散模式则切除部分风电机组；
S4：重复进行步骤S3，若次同步振荡处于收敛模式则终止切机操作。


2.根据权利要求1所述的一种新的含风电电网次同步振荡抑制方法，其特征在于：所述步骤S1包括以下步骤：
S11：当发生次同步振荡时，通过检测联络线上有功功率的变化情况来判断是否发生了次同步振荡，判据为：
其中，P(t)为t时刻有功功率，Ps为启动门槛值；
S12：在振荡检测启动判据成立后，首先记录下联络线有功功率相邻的极大值点极小值点然后求出不同时刻次同步振荡的振荡幅度Fk，计算得到次同步振荡发生后0.5s内的振幅数据Fk(k＝1,2,3…)：



S13：利用下述指数函数对Fk进行拟合；
F(t)＝a·e-bt+c；
S14：对拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌，卓毅鑫，崔长江，莫东，王刚，李秋文，凌武能，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西;45